铝溶胶的制备及结构性能

摘要

铝溶胶是带正电的氧化铝微细粒子均匀分散在水中的胶体溶液。铝溶胶可以稳定存放的pH值为3.5～4.5。铝溶胶具有黏接性、易分散性、水溶可逆性、悬浮性、正电性、吸附性等特性。铝溶胶的这些特性使其广泛应用于无机纤维及耐火材料、陶瓷工业、纺织纤维制品、工业布、绒毛行业、造纸工业等领域中。
　　 本论文以纯铝为原料制备铝溶胶，通过纯铝与氢氧化钠溶液反应制得偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠溶液与碳酸氢钠溶液混合进行双水解反应制得无定形氢氧化铝沉淀，将沉淀在一定温度下加热一段时间后，无定形沉淀转变为勃姆石沉淀。抽滤勃姆石沉淀，将滤饼用去离子水洗涤至中性，再烘干、碾磨成纯净的勃姆石粉末。最后将稀酸加入到勃姆石沉淀中进行胶溶，加热回流得到铝溶胶。
　　 溶胶制备过程中的主要影响因素有：水解温度、水解时间、胶溶剂的种类及用量、老化时间、老化温度等。采用单因素法进行实验，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，进行一组实验，研究分析被改变的这个因素对实验结果的影响，最后总结归纳出最佳的铝溶胶制备条件。
　　 本论文制备勃姆石的最佳加热温度为85℃，加热时间为2小时。比较硝酸和盐酸的胶溶能力，发现用稀硝酸溶液，铝胶溶的性质更稳定，用硝酸做胶溶剂时，酸铝比为0.06，老化温度为85℃，老化时间为8小时。
　　 传统的铝溶胶的固含量一般为(5～10wt％)。但铝溶胶应用于一些领域时，对固含量有一定的要求。在最佳酸铝比0.06的条件下，提高铝溶胶的固含量，固含量达到12％时，铝溶胶在常温下稳定期仅为68 d。本文通过添加阳离子表面活性剂CTAB的方法，制备了固含量为12％的稳定性良好的铝溶胶。
　　 本文只是在以纯铝为原料制备铝溶胶这方面做了一些研究和分析，对于铝溶胶的研究，还有很多问题有待进一步的研究和探索。